Розвинуто теорію геометричного моделювання відбивних поверхонь, розроблено метод просторового моделювання відбитого потоку на базі плоскої задачі апарата відбиття й алгоритмів геометричного моделювання параметрів форми та положення елементів-коцентраторів, для плоских колекторів. З використанням програмного забезпечення MathCAD розроблено алгоритми та програми для одержання комп'ютерних моделей кривих апарата відбиття для заданої відбивної кривої за довільного нахилу сонячних променів. Це є подальшим розвитком моделі апарата відбиття для розв'язання плоскої задачі. Розроблено алгоритм одержання комп'ютерної моделі супутніх кривих для заданої ортотоміки. Це дозволяє моделювати відбивні поверхні у рухомих геліоустановках, коли твірна приймача є лінією ортотоміки. Створено теоретичну базу запропонованого методу просторового моделювання відбитого потоку на основі плоскої задачі. Даний метод застосовується для поверхонь, у яких рухома площина, що вводиться, є площиною інциденції нормалей перетину відбивної поверхні. За цього дотримується рівність проекцій кутів падіння та відбиття на площину інциденції, отже, розв'язання просторової задачі зводиться до розв'язання плоскої. Розроблено алгоритм одержання комп'ютерної моделі визначення карстової ділянки у відбитому потоці для певних видів ротативних поверхонь і поверхонь обертання за умов змінного нахилу сонячних променів. За результатами проведених досліджень розвинуто побудову комп'ютерних моделей з метою вивчення властивостей відбитого сонячного потоку.

  Скачати повний текст

Вперше в прикладній геометрії запропоновано алгоритм оцінювання інтенсивності відбитої сонячної енергії. Розроблено програму комп'ютерного моделювання розподілу інтенсивності відбитого потоку у вигляді точкового каркаса поверхні на приймачі для різних концентрувальних систем. Встановлено карти ізоліній концентрації для оцінювання параметрів форми, положення та розмірів приймача. Вдосконалено аналітичний опис квазіфокальних ліній для змінного кута падіння сонячних променів, який визначає параметри форми та положення приймача в установках з нерухомим концентратором. Надано нову методику проектування концентрувальної системи на підставі способу оцінювання розподілу інтенсивності відбитої енергії на приймачі та теорії квазіфокальних ліній.

  Скачати повний текст

Теоретично та практично обгрунтовано технічну можливість створення комбінованої системи теплопостачання (КСТ) для об'єктів промислового теплопостачання на базі сонячних приставок для котельних установок. Запропоновано конструктивну схему КСТ, а також розроблено математичні моделі процесів теплообміну в елементах КСТ з урахуванням геліотехнічних можливостей регіону експлуатації. Наведено математичні моделі кліматичних умов Сирії, визначено енергетичні характеристики сонячної приставки до котельної установки з урахуванням гідравлічних схем багатомодульної структури сонячних колекторів у процесі довготривалої експлуатації системи. Визначено техніко-економічні характеристики системи та доцільність її використання в складі КСТ. Розроблено методику, алгоритми та програми числового моделювання теплових процесів у ній.

  Скачати повний текст

Вперше для Аравійського півострова розроблено й апробовано непряму методику розрахунку місячних величин сумарної радіації та тривалості сонячного сяйва. На підставі статистичної оцінки одержаних показників і наявних фактичних даних доведено доцільність використання нового методу розрахунку сумарної радіації за умов Аравійського півострова. Встановлено закони розподілу її добових величин на півострові та розраховано характеристики ймовірності, а також продуктивність і потужність геліоустановок. Під час розрахунку тривалості сонячного сяйва використано статистичний зв'язок її характеристик з хмарністю. На підставі одержаних кількісних показників радіаційного режиму надано рекомендації щодо вибору систем геліоустановок для найефективнішого використання геліоресурсів Аравійського півострова.

  Скачати повний текст

Розроблено й експериментально перевірено нову конструкцію сонячного колектора з концентраторами. Встановлено, що ефективність використання сонячної енергії у колекторі з концентраторами на 10 - 20 % вище, ніж у плоских колекторів, що виготовляються у промисловості та на 5 - 10 % перевищує ефективність циліндричних вакуумованих колекторів без концентраторів. Визначено аналітичні залежності, що описують розподілення температури по циліндричній поверхні колектора залежно від часу, що дозволяє розрахувати температуру теплоносія на виході з колектора. Наведено розрахункові формули для визначення температури теплоносія на виході з колектора. Виконано експериментальні дослідження колектора з концентраторами сонячної енергії. Одержано рівняння регресії, за допомогою якого можна встановити температуру теплоносія на виході з колектора й оцінити вплив визначальних факторів.

  Скачати повний текст

Визначено шляхи підвищення ефективності перетворення сонячної енергії за одночасного зниження вартості одержуваної електроенергії. Запропоновано з використанням принципу декомпозиції у новому аспекті врахувати характерні риси енергогенерування сонячних елементів (СЕ), що випускаються промисловістю. Запропоновано нові методи розрахунку функціональних параметрів СЕ, що враховують особливості їх структури й енергогенерувальну спроможність за різних умов експлуатації. Обгрунтовано структуру сонячних фотоелектричних установок, розроблено алгоритм розрахунку, що дозволяє обгрунтовано підійти до вибору заходів, які забезпечують підвищення ефективності енергогенерування за зниження вартості одержуваної електричної енергії. На етапі конструкторсько-проектних робіт остаточне рішення про структуру сонячних фотоелектричних установок запропоновано приймати після розгляду структури СЕ, які використовуються, й особливостей їх функціонування.

  Скачати повний текст

Досліджено проблеми технічного розрахунку та створення геліоколектора з підвищеною оптичною ефективністю, низькими тепловими втратами, технологічного у процесі виготовлення та надійного в експлуатації. Запропоновано оригінальну конструкцію колектора на базі концентрувальної системи двогранний плоский фоклін - вакуумований трубчастий теплоприймач (Д-Фоклін-ВТТ). За результатами експериментів визначено теплофізичні характеристики ВТТ і експлуатаційні параметри геліоколекторів на їх базі. Визначено реальні теплофізичні та ресурсні характеристики нового вибіркового поглинального мідно-вольфрамового покриття.

  Скачати повний текст

Проведено комплексне експериментально-розрахункове дослідження процесів теплопереносу у ресиверах - випарниках натрієвих високотемпературних теплових труб для автономних енергоустановок з двигуном Стірлінга. Експериментально досліджено закономірності пароутворення та початку закипання натрію у високотемпературній тепловій трубі для широкого діапазону змін температур насичення пари натрію. Розроблено інженерну методику визначення граничної товщини пористого гноту та коефіцієнтів тепловіддачі у процесі випаровування. Сформовано математичну модель теплопереносу у натрієвих ресиверах - випарниках для пускового, перехідного та номінального режимів роботи, на основі якої виконано параметричний аналіз даного фізичного процесу та визначено граничні значення пікових теплових потоків.

  Скачати повний текст

Виконано математичне моделювання сонячних систем на основі полімерних сонячних колекторів (СК), що враховує найбільш суттєві фактори теплових і гідродинамічних процесів, які відбуваються у кожному з елементів систем під час їх взаємодії (характер течії теплоносіїв у полімерному абсорбенті зі стільниковою структурою каналів, роль полімерного прозорого покриття СК як прозорової ізоляції). Розроблено рекомендації стосовно конструювання СК з ПМ (за умов варіантів металево-полімерного та полімерного) з урахуванням важливіших для сонячної енергетики якостей ПМ. З використанням сучасних методів екологічної оцінки та прогнозування (повного життєвого циклу - Life Cycle Assessment, методології Eco-Indicator 95 та пакета програм "Sima Pro-5") показано екологічні переваги полімерних СК у порівнянні з традиційним типом металевих (алюмінієвих) СК. Розроблено нові схемні та конструктивно-компоновочні рішення стосовно сонячних систем, які дозволяють їх інтегрувати у діючих системах теплопостачання.

  Скачати повний текст